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合成异源多倍体化是产生具有新型工业相关性状菌株的一种强有力策略。在“选择—杂交—进化—学习”循环的设计过程中，线粒体遗传通常被视为中性的，且大多数研究都会尽量克服其对表型的影响。在本研究中，我们构建了168株合成异源四倍体菌株，涵盖8种野生酿酒酵母属物种的所有两两亲本组合，并对这些杂交组合中的线粒体遗传进行了系统控制。随后，我们在31种与生物技术相关的环境条件下对这些异源多倍体进行了表型分析。在约50%的“环境条件—菌株”组合中，异源多倍体表现出中亲杂种优势。在约25%的环境条件下，我们发现了具有杂种活力的杂交组合，其中以Saccharomyces arboricola × Saccharomyces mikatae组合最为突出。然而，异源四倍体具有很高的不稳定性，并且会迅速进行孢子形成。我们的分析表明，环境条件产生了最大的影响，其次是环境条件与线粒体类型之间的交互作用。尽管线粒体类型本身的影响较小，但其显著影响了所测试环境条件中的42%，凸显了线粒体遗传作为异源多倍体性能关键决定因素的重要性。这些研究结果表明，线粒体遗传是异源多倍体适合度的一个关键且依赖环境的决定因素；在理性设计工业异源多倍体菌株时，应将其与核基因组组成一并纳入考虑。
线粒体遗传：合成酵母多倍体理性设计中的重要参数 | bioRxiv
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**线粒体遗传：合成酵母多倍体理性设计中的重要参数**
查看 ORCID 个人资料 Sara Orellana-Munoz ， 查看 ORCID 个人资料 Chloe Haberkorn ， 查看 ORCID 个人资料 Balint Csoboz ， 查看 ORCID 个人资料 Rike Stelkens ， 查看 ORCID 个人资料 David Peris
doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.22.753424
Sara Orellana-Munoz 1 FunGIALab（OMG 组），奥斯陆大学生物科学系，0371 奥斯陆，挪威； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者 查看 Sara Orellana-Munoz 的 ORCID 记录
Chloe Haberkorn 2 斯德哥尔摩大学动物学系，Svante Arrheniusvag 18 B，SE-10691 斯德哥尔摩，瑞典； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者 查看 Chloe Haberkorn 的 ORCID 记录
Balint Csoboz 1 FunGIALab（OMG 组），奥斯陆大学生物科学系，0371 奥斯陆，挪威； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者 查看 Balint Csoboz 的 ORCID 记录
Rike Stelkens 2 斯德哥尔摩大学动物学系，Svante Arrheniusvag 18 B，SE-10691 斯德哥尔摩，瑞典； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者 查看 Rike Stelkens 的 ORCID 记录
David Peris 3 FunGIALab（OMG 组），奥斯陆大学生物科学系，0371 奥斯陆，挪威；FunGIALab（SBYBI 组），西班牙国家研究委员会农用化学与食品技术研究所食品生物技术系，46980 Paterna，西班牙 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者 查看 David Peris 的 ORCID 记录
通讯作者： david.peris.navarro{at}csic.es
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**摘要**
合成异源多倍体化是生成具有新型工业相关性状菌株的一种强有力策略。在“选择—杂交—进化—学习”循环的设计过程中，线粒体遗传通常被视为中性因素，而大多数研究会规避其表型影响。在本研究中，我们构建了168株合成异源四倍体菌株，涵盖8种野生酿酒酵母属物种所有两两亲本组合，并系统控制了这些杂交中的线粒体遗传。我们在31种与生物技术相关的环境条件下对这些异源多倍体进行了表型分析。在约50%的环境条件—菌株组合中，异源四倍体表现出中亲杂种优势。在约25%的环境条件下，我们发现了具有杂种优势的杂交组合，其中涉及 Saccharomyces arboricola × Saccharomyces mikatae 的组合尤为突出。然而，异源四倍体具有高度不稳定性，并且会迅速形成孢子。我们的分析表明，环境条件产生了最大的影响，其次是环境条件与线粒体型之间的交互作用。尽管线粒体型本身的效应较小，但其显著影响了42%的测试条件，这凸显了线粒体遗传作为异源多倍体性能关键决定因素的重要性。这些发现表明，线粒体遗传是异源多倍体适合度的一个关键且依赖环境的决定因素，在理性设计工业异源多倍体菌株时，应将其与核基因组组成一并加以考虑。
**利益冲突声明**
威斯康星校友研究基金会持有题为“合成酵母细胞及其制备和使用方法”的专利（描述 HyPr 和 iHyPr 方法，D.P. 为发明人；美国专利号 US20180127784A1，有效期至2037年11月7日），以及题为“具有选定或改变的线粒体型的酵母菌株及其制备和使用方法”的专利（描述 mitoFIX 方法，D.P. 同样为发明人；美国专利号 US20200048645A1，有效期至2039年10月7日）。其余作者使用大型语言模型协助进行语言编辑和语法改进。所有内容均已由作者审阅、编辑并批准，作者对最终文本承担全部责任。
**脚注**
https://doi.org/10.6084/m9.figshare.30598748
**已声明的资助信息**
挪威研究委员会 ，RCN 324253
瓦伦西亚自治区政府文化、教育与科学委员会 ，CIDEGENT/2021/039 ，CIESGT/2024/012
科学、创新与大学部 ，CEX2021-001189-S-20-10 ，PID2025-169211OB-I00
国家研究机构 ，TED2021-131349B-I00
瑞典研究委员会 ，COOPA24016 ，FUNDS2024023 ，AGAIN25019
瑞典研究委员会 ，2022-03427
Knut and Alice Wallenberg 基金会 ，2024.0216
**版权**
本预印本的。
该预印本依据 CC-BY 4.0 国际许可协议提供。
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发布于2026年9月23日。
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Sara Orellana-Munoz ， Chloe Haberkorn ， Balint Csoboz ， Rike Stelkens ， David Peris
bioRxiv 2026.09.22.753424； doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.22.753424
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Sara Orellana-Munoz ， Chloe Haberkorn ， Balint Csoboz ， Rike Stelkens ， David Peris
bioRxiv 2026.09.22.753424； doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.22.753424
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.22.753424v1?rss=1
🏷️ 线粒体遗传 异源多倍体 酵母杂交 杂种优势 环境适应性